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透水混凝土在隧道工程中的应用

作者:山东都瑞园林景观有限公司 发布时间:2018-12-19 本文被阅读 61 次

   近年来我国隧道工程建设得以迅速的发展,研究隧道工程相关问题也愈显重要。由于隧道环境的特殊性,隧道地面工程所需要的材料满足一般路面的要求外,还必须强化其在抗滑、阻燃、吸声降噪等方面的要求。与普通混凝土相比,透水混凝土的优越性主要体现在透水性、吸声降噪、吸附粉尘、耐火阻燃等方面。本文主要怕结合隧道的特殊环境,介绍透水混凝土的透水功能和吸声功能在隧道工程中的应用。

   


  一、隧道环境可能发生的灾害

   

     1. 水害

      公路隧道(或者铁路隧道)是一个相对封闭,空间狭小的管状环境,洞内湿度大,比较潮湿,地下水丰富,虽然不直接受降雨和地表水的影响,但拱顶、拱璧的冷凝水渗水和冷凝水的滴入,雨水的流入,地下水的上涌以及雨天车轮带入的水等都会引起洞内普通混凝土路面的积水,从而导致一系列的问题,如:

        ⑴ 直接影响路面的抗滑性能,容易引起交通事故,在寒冷地区路面结冰时情况会更加严重;

        ⑵  加速钢轨及其连接零件的锈蚀损坏。

       统计资料显示,隧道路段是交通事故多发路段,而且一旦发生事故,造成的人员伤亡和财产损失往往比一般路段要严重的多。对于公路、铁路隧道的渗水,一般采取的方法是采用专门的防水材料将漏水缝隙堵上,但这种“堵”的方法只能暂时控制漏水情况,治标不治本。透水混凝土,是从"排"的角度来解决渗水漏水的问题,隧道渗漏的水到达地面后顺着透水混凝土的孔隙渗入地下(或者收集起来重复利用),使隧道时刻保持干燥状态,保证了安全行车环境。

       与车行隧道(公路隧道、铁路隧道等)相比,人行隧道距离一般较短,出入口开阔,同时也更加容易受到雨水灌入的危害。2012年北京“7.21”特大暴雨,让首都的排水系统遭受严峻的考验,地势较低的隧道更是产生严重积水,交通一度瘫痪。

     2. 噪声污染

       隧道工程中另外一个难题是噪声污染的问题,由于隧道的封闭作用,由车辆行驶缩带来的噪声产生反射、共振和叠加,噪声持续时间更长,不易消散。隧道内的噪声远高于隧道外,根据实测,在同一时间,在车流量为35辆/h,车速为50~100km/h 时,隧道内外测得交通噪声分别为 95.4dB 和 79.1dB,差值为6.3dB。据资料显示,隧道内部噪声从90dB衰减到80dB约30s,而从隧道外部仅需2~3s。隧道的噪声污染成为必须解决的问题。

     3. 空气污染

      隧道中的尾气和粉尘污染也是需要引起重视的问题之一。隧道内车流量较大,产生大量的一氧化碳、二氧化氮等有毒尾气,而地面和车轮的磨损、车上货物的遗撒、外部扬尘的流入等则成为隧道粉尘的主要来源。隧道的封闭结构使得其通风环境较差,不利于污染物的扩散,直接导致空气污染物堆聚。海峡都市报曾对福州市的榕金鸡山隧道做过检测,发现隧道内OM2.5浓度比隧道外升高3倍左右,PM10浓度升高6倍左右。这些尾气和粉尘将会严重威胁司机、行人和隧道工作者的身体健康。而多孔结构可以吸附尾气和粉尘,可以预见透水混凝土的使用将会大大改善隧道内的空气质量。

     4. 火灾

      隧道一般为狭长管状结构,相对封闭,一旦发生火灾容易产生“烟筒效应”,火势迅速蔓延,甚至发生爆炸,后果极其严重。透水混凝土本身不具可燃性,并且采用透水混凝土厚,高温会透过混凝土的孔隙与潮湿空气接触,降低了火焰温度和火势蔓延的速度,具有一定的阻燃作用。整个隧道的温度降低后,用于隧道工程的普通混凝土、钢轨基座等就不会发生“爆裂”现象,耐久性得到提高。

 


二、 透水混凝土在隧道路面中的应用

      

       在隧道路面中应用透水混凝土,除了可利用其优良的透水性来排除路面的积水之外,还可以结合雨水收集系统,进行隧道内污水的收集、净化和利用。当然,这里的“雨水”不再是单纯的雨水的概念,而是指可能进入隧道内的所有水源。经过净化后的水,可以用于隧道清洁、消防储备等。

     1.铁路隧道

      铁路隧道的洞内排水系统一般由环向盲沟、纵向盲沟、中心排水沟、侧向排水沟和横向排水沟构成。对于承载力要求相对较低的铁轨两侧和两铁轨之间的区域,可以考虑采用铺筑透水混凝土路面来替代中心排水沟和侧向排水沟。

     2.公路隧道

      公路隧道路面可以采用透水混凝土铺装的区域包括:隧道排水沟、检修道、人行道和非机动车道、公路隧道紧急停车带和人行横通道等。

   


   三、透水混凝土在隧道吸声设施中的应用

    

      透水混凝土在隧道工程中的另一个主要功能是它的吸声功能。在隧道工程中,可以在隧道两侧设置透水混凝土的吸声墙,车辆产生的噪声声波到达吸声墙表面后,一部分被透水混凝土的孔隙所吸收,还有一小部分反射回隧道空间,有效地减弱了噪声在隧道内的传播。对于既有隧道,如不具备后期加设透水混凝土吸声墙的条件,也可以尝试采用喷射透水混凝土的方式达到吸声的目的。

  


四、透水混凝土在隧道工程中的应用前景

     

    根据中国土木工程学会隧道及地下工程分会在“2015中国隧道与地下工程技术研讨会”上公布的统计数据,我国已成为世界隧道及地下工程建设规模和建设速度第一大国。但多年来一直困扰着人们的积水、噪声、空气污染等问题却未得到有效的解决。目前,人们对透水混凝土的印象一般都是:透水性好,但强度低,应用范围窄。可以预见,随着透水混凝土越来越广阔的应用,随着人们对透水混凝土了解的逐渐加深,透水混凝土在隧道工程中的应用也会越来越广泛。

    此外,也有研究人员进行过奖透水混凝土应用于隧道主干道的探索,如广西壮族自治区百色至罗村口高速公路隧道、210国道“贵州境崇遵高速公路金竹窝隧道”以及广河高速龙门山坳隧道等都曾做过铺设透水混凝土路面的尝试,但仅仅局限于实验路段,尚无大规模应用的先例。也许在不久的将来,透水混凝土将作为主要铺装材料之一应用于隧道主干道。 


      


 


  

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